Kierunki rozwoju standardów dla sieci mobilnych 4G

Transkrypt

1 Zbigniew Zakrzewski Insyu Telekomunikaci, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy Kierunki rozwou sandardów dla sieci mobilnych 4G Przedsawiono kierunki rozwou sieci mobilnych 3G oraz możliwe wariany współpracy z przyszłymi sieciami 4G. Zaprezenowano podsawowe cechy erminali dla sieci nasępne generaci. Nakreślono kierunki rozwou echnologii, kóre w przyszłości będą wspierały pracę nowoczesnych globalnych sieci łączności mobilne. 1. Wprowadzenie Łączność bezprzewodowa niewąpliwie w dobie upowszechniania Inerneu, sanowi ważną gałąź w sysemach sieci eleinormaycznych. Wszyskie isnieące sieci podążaą w kierunku zespolenia w edną globalną sieć, świadczącą coraz szerszy wachlarz usług. Dokonanie ego, w pełnym ego słowa znaczeniu, wymaga ednak sworzenia wielu nowych sandardów oraz szerokie wdrożenie dobrze opracowanych i przebadanych echnologii. Jes o szczególnie ważne, gdyż zaporzebowanie na bezprzewodowe szerokopasmowe usługi o podwyższone lub wysokie akości, ciągle rośnie. Do ego ypu usług należy srumieniowa ransmisa ruchomych obrazów, wideokonerence oraz wszysko, co es związane z pakieowymi sieciami Inerne, mulimediami oraz wysokim sopniem personalizaci usług. Zaledwie w czerwcu 2000 roku zamknięo podsawowe założenia i sandardy dla sieci 3G a uż zaczęo snuć rozważania oraz wize na ema sieci globalnych nowych generaci. Do ciał sandaryzacynych, kóre dosyć wcześnie przysąpiły do działań z ym związanych należą WWRC (Wireless World Research Forum) oraz ITU (Inernaional Telecommunicaion Union). Posanowiono, iż kolene dziesięć la (do 2010r.) zosanie poświęcone pracom nad nowym sandardem sysemu łączności mobilne nowe generaci. Badania przybrały ym większe empo, gdy okazało się, że liczba abonenów sysemów komórkowych przyrasa w dużo większym sopniu, niż przewidywano. W roku 1997 zareesrowano na świecie 300 mln abonenów, podczas gdy w roku 2001 było ich uż 800 mln. Przewidue się, że w ym empie w roku 2010 erminalami bezprzewodowymi będzie dysponowało około 1700 mln abonenów [1]. Mobilne sieci przyszłości, by sprosać wymaganiom klienów, będą rozwiały się dwiema drogami: ewoluci oraz rewoluci. Droga ewolucyna będzie polegała na rozwianiu oraz unowocześnianiu sieci sandardu IMT-2000, naomias droga rewolucyna na worzeniu zupełnie nowych echnologicznie oraz koncepcynie sieci. Nadrzędne wize worzenia sieci 4G pochodzą przede wszyskim z raporów ITU-R (Radiocommunicaion Sandardizaion Secor) oraz ITU-T (Telecommunicaion Sandardizaion Secor) i będą swego rodzau przewodnikiem do prowadzenia badań oraz konsruowania nowoczesnych sieci mobilnych. Do echnologii uważanych za naważniesze przy worzeniu wizi sieci powyże 3G należą: wydane modulace w połączeniu z różnymi meodami wielodosępu, przenoszenie połączeń między różnymi sieciami (akże sałymi), różnorodne echniki anenowe, adapacyne echniki ransmisi, nowoczesne echnologicznie erminale oraz sieci opare na prookole IP. Przewidue się, że nowoczesne echniki pozwolą na osiągnięcie przepływności 100 Mb/s dla użykowników ruchomych oraz 1 Gb/s dla abonenów prawie saconarnych rys.1. Tego ypu przepływności prakycznie nie sawiaą żadnych barier nawe wymagaącym usługom.

2 Wewnęrzne Zewnęrzne Mobilność Przewidue się, że rozwó sieci 3G będzie prowadzony do około roku 2005, gdzie inalną przepływnością będzie 30 Mb/s. Nasępny eap będzie polegał na zapocząkowaniu sieci 4G z inegracą sieci isnieących, akże saconarnych oraz bezprzewodowych sieci kompuerowych, saeliarnych, mieskich, lokalnych oraz prywanych rys.2. Sieci rozległe Poazd Sieci lokalne Pieszy Sały 2G Komórkowe 3G Komórkowe 4G Sieci prywane WLAN Pieszy Sały/ biurko WPAN Mb/s 1 Gb/s Przepływność Rys. 1 Srukura rozwou bezprzewodowych sieci mobilnych w kierunku 4G. Rys. 2 Warswowa srukura sieci 4G Niewąpliwie sieci 4G będą wymagały poszerzenia zaęości pasm częsoliwościowych, w odniesieniu do pasm IMT-2000, co będzie inalnie usalone do roku Wyąek ua sanowi samodzielny apoński operaor DoCoMo, w kórego laboraoriach badania nad sieciami 4G rwaą od kilku la (w 2002r. esowano sieć dla przepływności 100 Mb/s do góry oraz 30 Mb/s do dołu ) i maą być ukończone w 2005 roku. Do roku 2010 w Japonii ma zosać wdrożona pierwsza komercyna sieć 4G. 2. Sieci mobilne w kierunku klienów i operaorów W koncepcach sieci nowych generaci 4G bardzo duży nacisk kładzie się na swobodę klienów, kórzy w przyszłości będą korzysać z różnych usług. Są o koncepce sieci, gdzie [12]: użykownik konrolue usługi (user conrolled services), czyli wybiera dowolne usługi o wymagane akości QoS, umiarkowane cenie oraz robi o gdzie chce i w dowolnym czasie; sysem w pełni dososowue się do zmian paramerów użykownika (conex-aware applicaions), co znaczy, że dososowue się do zaparywań oraz cech użykownika: ego proile oraz preerence, możliwości erminala oraz sieci, ego ooczenie oraz sopień mobilności. Do wyzwań echnologicznych można zaliczyć:

3 konwergencę oraz inegracę wszyskich isnieących sieci w kierunku edne sieci opare na prookole IP rys.4; sworzenie uniwersalnych obiekowych składników oprogramowania (Agen Technology), kóre z ramienia dowolnego użykownika, erminala lub procesu, mogą auonomicznie podemować różnorakie działania związane z nawiązywaniem połączeń oraz pracy w sieci (włącznie z przemieszczaniem się ego składnika programowego w sieci za ego własną wiedzą), co spowodue, że wybór usług sanie się prosy a ich obsługa ława; wprowadzenie uniwersalnych i anich erminali wykonanych w rekonigurowalne echnologii możliwość uakualniania oprogramowania odpowiadaącego za pracę wielu składników erminala, akże układów odbiorczo-nadawczych (soware radio) rys.3. Gdy wyzwania zosaną osiągnięe, współpraca sieci wykonanych różnymi echnologiami oraz należących do różnych operaorów będzie możliwa rys.4. a) Weście/ Wyście RF Przewornik A/D Przewornik D/A Przewarzanie Pasma podsawowego Dane użykownika Wyzwolenie rekoniguraci Zainicowane przez sieć, operaora lub użykownika Tryb moniorowania Idenyikaca rybu Tryb negocaci Jakie sieci są dosępne? Jaka sieć nabardzie pasue (w oparciu o akość QoS, preerence użykownika id.)? Tryb decyzi o przełączeniu Podęcie decyzi o wyborze preerowanego rybu b) Załadowanie modułów oprogramowania porzebnego do wybranego rybu Załadowanie oprogramowania Rekoniguraca erminala Rys. 3 Technologia rekoniguraci składników bezprzewodowego wyposażenia abonena: a) składniki podlegaące rekoniguraci; b) procedury wchodzące w skład sysemu rekoniguraci erminali. Rys. 4 Archiekura oware sieci na różne echnologie dla porzeb przyszłe sieci 4G.

4 Można przypuszczać, że współpraca sysemów isnieących oraz ych, kóre powsaną ym razem es bardzie prawdopodobna, niż kiedykolwiek. Wymagało o będzie ednak sworzenia wielu sysemów dososowuących oraz ineresów ranslaci wielu prookołów, co niewąpliwie pochłonie znaczne inanse. W ym przypadku punkem inegracynym będzie szkiele sieci całkowicie opare na prookole IP ako All-IP. Prookół IP nie należy do wyrainowanych prookołów mogących samodzielnie obsługiwać wszyskie usługi wymagaące zróżnicowane akości QoS, ednak ego popularność na całym świecie es auem nadrzędnym. Zaem skalowalne sieci opare na IP są kluczem do wspierania inegraci połączeń i usług (ciągłych w ich świadczeniu bezszwowych ) (seamless connecions and services). 3. Technologie na usługach sieci mobilnych nasępne generaci W syuaci ciągle rosnącego zaporzebowania na duże przepływności w łączności mobilne, poszukiwania w kierunku sposobów na ich realizacę echniczną są coraz prężniesze. Powsało wiele nowych organizaci sandaryzacynych oraz zainwesowano spore sumy na badania w kierunku nanowszych echnologii. Żeby sprosać usługom mulimedialnym, w sysemach nasępne generaci zosanie położony szczególny nacisk na rozwó nowoczesnych sysemów modulaci oraz sposobów echnik wielodosępu, co powinno znacznie zwiększyć wydaność spekralną oraz elasyczność ineresów bezprzewodowych, ak eż odporność na zawiska selekywnych zaników w obrębie szerokopasmowego kanału. Dodakową dziedziną, kóra es nierozerwalna z łącznością bezprzewodową es echnika anenowa. Na ym polu dziee się równie wiele, gdyż osiągnięcie wysokie wydaności spekralne, bez zasosowania wielu echnologii anenowych, nie byłoby możliwe. 3.1 Dososowywanie modulaci, kodowania i pakieyzaci Podsawowym założeniem sysemu dososowania modulaci i kodowania (AMC Adapive Modulaion and Coding) es wprowadzenie akich mechanizmów, kóre pozwolą na zmianę sposobu modulaci oraz ormau kodowania (orma ransporowy) zgodnie z bieżącymi zmianami warunków panuących w kanale częsoliwościowym, w rakcie świadczenia usług. Warunki panuące w kanale powinny być wyznaczane na podsawie kondyci sygnałów esowy odbieranych zwronie. W prakyce polega o na sosowaniu modulaci wyższego rzędu (np. 64-QAM lub 256- QAM) oraz kodu o wysokie przepływności (np. urbo kody dla R = ¾), gdy użykownik znadue się bliże cenrum komórki. Użykownikom znaduącym się na granicy komórki będą przydzielane modulace niższego rzędu (np. QPSK) z kodem o niższe przepływności (np. urbo kody dla R = ½). Tego ypu mechanizmy uż w e chwili są sosowane w sieciach WLAN (Wireless LAN) akich ak HiperLan2 oraz IEEE a,b,g. AMC pozwoli na uzyskiwanie różnych przepływności dla różnych użykowników, co będzie zależne od właściwości przydzielonego im kanału częsoliwościowego oraz porzeb bieżące usługi. Poprawnie unkconuący bezprzewodowy sysem szerokopasmowy powinien być wyposażony w wydany sysem dosępu do medium MAC (Medium Access Conrol). Wobec ego na warswę TCP/IP będzie położony nacisk w kierunku urzymania połączenia wysokie akości. Będzie o możliwe dzięki wprowadzeniu mechanizmu auomayczne reransmisi oraz ragmenaci ARQ (Auomaic Reransmission and Fragmenaion), gdzie będzie dokonywane cięcie pakieów z wyższych warsw na krósze pakiey, kóre będą ransmiowane sekwencynie oraz reransmiowane w przypadku niepoprawnego odbioru. Pakiey będą ransmiowane w różnych odsępach czasowych w różnych sysemach przeplou, co zapewni zwiększenie szans na poprawne złożenie pakieów w obecności szumów, inererenci oraz zaników. Mechanizm ARQ winien być samo-opymalizuący się bez częsych lub bardzo dokładnych pomiarów, w rym zmian zachodzących w kanale. Niezbędna nadmiarowość może być dodawana ylko wedy, gdy es nieodzowna. Odbiornik zabezpiecza ransmisę, usiłuąc pomóc przyszłemu dekodowaniu. Każda ransmisa bierze udział w zwiększeniu prawdopodobieńswa poprawnego odbioru pakieu.

5 Techniki wielodosępu Bezprzewodowy kanał szerokopasmowy doświadcza, szczególnie w czasie przemieszczania się erminala, wielodrogowych zaników. Układ korekci w konwenconalnych sysemach z edną nośną, przy szerokopasmowe ransmisi, sae się coraz rudnieszy w implemenaci. Dużo odpornieszym sysemem na wielodrogowe zaniki es ransmisa na wielu nośnych (wieloonowa) OFDM (Orhogonal Frequency Division Muliplexing). W echnologii OFDM [8] całe pasmo kanału częsoliwościowego es dzielone na określona liczbę wąskopasmowych lub orogonalnych podnośnych. W akie syuaci sygnał es ransmiowany w równoległych wąskich podpasmach, niezależnych częsoliwościowo (warswa izyczna). Jes o dokonywane poprzez ransormowanie odwroną dyskreną ransormaą Fouriera IDFT (Inverse Discree Fourier Transorm) srumienia danych w punkcie nadanika rys. 5. W każdym bloku IDFT es wrącany cykliczny preiks, by zapobiec inererencom między blokami w odbieranym sygnale oraz zapewnić orogonalność między poszczególnymi podnośnymi. Dodakowo wielkość IDFT es dobierana w aki sposób, żeby każde wąskie podpasmo było odporne na wpływ zaników. Po przeprowadzeniu DFT sygnału w punkcie odbiornika, ednosrumieniowy korekor dla każde podnośne es wysarczaący, by skompensować eek zaniku wielodrogowego. s() Szeregowe na równoległe (S/P) IDFT Dodanie cyklicznego preiksu Równoległe na szeregowe (P/S) Filr ransmisyny G T () Nadanik Kanał H() n() Kanał Odbiornik r() Równoległy na szeregowy (P/S) DFT Usunięcie cyklicznego preiksu Szeregowe na równoległe (S/P) Filr odbiorczy G R () Rys. 5 Srukura przewarzania wieloonowego sygnału OFDM. Sygnał OFDM, wchodzący na ilr ransmisyny można opisać analiyczną zależnością: N 1 sofdm dkk s, s s T, (1) k0 gdzie 2 k k k pe, k, k, (2) T 1 p, 0 T. (3) T Założenie orogonalności wówczas będzie opisane ormułą: T 1 eżeli i k k i d (4) 0 eżeli i k 0 Wieloonowy sysem OFDM zosał wybrany ako sandardowa meoda w cyrowych sysemach rozgłoszeniowych obrazu DVB i dźwięku DAB oraz w bezprzewodowych sieciach kompuerowych WLAN. W sysemie nasępne generaci planue się zasosowanie meody kombinowane OFDM i

6 S/P S/P CDMA (Code Division Muliple Access) lub eż TDMA (Time Division Muliple Access). Do nabardzie obiecuących kandydaów należą MC-CDMA (Mulicarrier CDMA) [9] oraz FH- OFDMA (Frequency Hopping OFDM Access) [10,11]. Sysem MC-CDMA zosał zapocząkowany w roku 1993 [14,15] i ego opisy częso można spokać pod nazwami OFDM-CDMA oraz MC-SS. W sysemie MC-CDMA [9,14,15] dane użykownika są rozpraszane przez różne orogonalne lub prawie orogonalne kody, w dziedzinie częsoliwości. W sysemie ym więce niż eden użykownik zamue o samo pasmo częsoliwościowe w ym samym czasie. Rozpraszanie pomaga zwiększyć odporność na inererence między komórkami oraz osiągnąć eek duże różnorodności częsoliwościowe. Dzięki emu nie ma porzeby sosowania skomplikowanych sysemów korekci, co es konieczne przy implemenaci sysemu DS-CDMA (powszechne zasosowanie w sysemach 3G). Sysem MC- CDMA es bardzo podobny do DS-CDMA, lecz po dokonaniu rozproszenia dodakowo sygnał es poddany ransormaci IFFT rys.6. Zaem sekwenca kodowa z DS es ransormaą Fouriera pierwonego kodu. Meoda a es akże bardzo podobna do klasyczne OFDM, lecz biy są poddawane macierzowe operaci nadawania orogonalności. Generalnie każdy bi es nadawany ednocześnie (równolegle) na kilku podnośnych. T x C 1,, T x e 2 1 S 2 () S 1 () mapowanie X C Lc, e 2 Nc S () s S k S J () IFFT Rys. 6 Przewarzanie danych na sygnał wyściowy w ormacie MC-CDMA [13]. Nc * Tx C, () N c T x L c e 2 1 S 2 () S 1 () mapowanie X T x C, () e 2 N c S () s =S k S J () IFFT Rys. 7 Przewarzanie danych na sygnał wyściowy w ormacie MC-DS-CDMA [13]. Nc * Tx e 2 1 S 2 () S 1 () mapowanie X T x e 2 N c C, () S J () s =S k IFFT Rys. 8 Przewarzanie danych na sygnał wyściowy w ormacie MT-CDMA [13].

7 Ton Ton Ton Ton Do sysemów mocno podobnych można zaliczyć MC-DS-CDMA (MC Direc Sequence CDMA) rys.7 oraz MT-CDMA (Muli-Tone CDMA) rys.8. W sysemie MC-DS-CDMA do modulaora CDMA dosarczane są różne biy, kórych szeregowy srumień es wsępnie przeworzony na posać równoległą. Nasępne działania są podobne, ak w sysemie MC-CDMA. W przypadku sysemu MT-CDMA, samo rozpraszanie es dokonywane zbiorczo, po dokonaniu ransormaci IFFT. W ym przypadku rozpraszaniu podlega sygnał wieloonowy. Kod 1/T 1/T 1/T 1/T T sym Czas T sym Czas T sym Czas T sym Czas FDMA TDMA CDMA FH-OFDMA Rys. 9 Zasada działania sysemu wielodosępu FH-OFDMA w odniesieniu do klasycznych sysemów sosowanych we wcześnieszych generacach sysemów komórkowych. W konkurencynym sysemie FH-OFDMA rys.9, użykownicy znaduący się w e same komórce są usyuowani w rozłącznych zakresach podnośnych. Zasosowany sysem przeskoków częsoliwości zapewnia orogonalność użykowników e same komórki. Inererence między sąsiednimi komórkami są urzymywane na określonym granicznym poziomie. Wobec ego sysem wielodosępu FH-OFDMA oerue dużą różnorodność częsoliwościową oraz silne uśrednienie eeków inererenci międzykomórkowe. Wszelka odporność ego sysemu na zawiska inererencyne (unikanie kolizi) będzie zależała w znacznym sopniu od doboru kodu PN (kod rozpraszaący) dokonuącego przeskoków częsoliwości podnośnych [10,11]. 3.3 Techniki sysemów wielo-anenowych Już od dawna było wiadomo, że zwiększenie liczby anen o wąskim kącie pracy, znacznie zwiększa wydaność spekralną, a co za ym idzie poemność kanału izycznego. Jes o swego rodzau sysem zwielokronienia przesrzennego w orze bezprzewodowym i w dodaku mobilnym. W ym zakresie badanych es wiele meod. W laboraoriach Bell a, kilka la emu, prowadzono badania nad sysemem przesrzenno-czasowym (BLAST) [17]. Kanał anenowy worzy kilka niezależnych ścieżek inormacynych. Poemność kanału rośnie liniowo, wraz ze wzrosem liczby anen. Korelaca ścieżek pochodzących od sąsiednich anen es czynnikiem nadrzędnym ograniczaącym możliwości zwiększenia poemności. Alernaywą dla e meody es zasosowanie eeku różnorodności na bazie czasu, częsoliwości oraz anen, czyli ścisłe powiązanie sysemu modulaci, wielodosępu oraz echnik wielo-anenowych z zasosowaniem akże anen ineligennych (smar anennas). Podsawową ideą konsrukci oraz zasady działania akich anen es wysyłanie repliki sygnału do każde aneny znaduące się w polu dopasowywania (koordynaci) ak, żeby szkodliwy eek osłabienia sygnału w kanale zosał zredukowany. Do edne z prosszych meod konsrukci sysemu anenowego es meoda Alamouniego przedsawiona w [18]. Jes o przykład przesrzenno-czasowego kodu blokowego (STBC Space-Time Block Code) dla dwóch anen nadawczych, gdzie główna naura prosoy es zawara w orogonalności kodów. Oczywiście w prakyce będą sosowane sysemy o konsrukci wielu anen z zasosowaniem określonych kodów separuących. Przy ego ypu konsrukcach anenowych powsae porzeba zbiorczego nadawania oraz odbierania sygnału z zaangażowaniem wielu wyść oraz weść w ineresach bezprzewodowych. Sysem en nazwano echniką MIMO (Muliple Inpu Muliple Oupu) rys. 10c) [16,17].

8 a) h XMTR RCVR b) c) XMTR h 1 h 2 h m RCVR XMTR h 11 h12 h n1 : h : 1m h n2 : : : : h nm RCVR Rys. 10 Techniki anenowe: a) sosowana pierwonie echnika SISO; b) sosowana obecnie echnika SIMO; c) echnika dla zasosowań w sysemach 4G MIMO (n - aneny ransmiuące, m - aneny odbiorcze). Rys. 11 Charakerysyka wzrosu wydaności spekralne w określonych warunkach szumowych w sysemie MIMO, gdzie wielkość N określa liczbę zasosowanych anen [16]. Przy zasosowaniu przesrzenne echniki, isniee możliwość znacznego zwiększenia wydaności spekralne rys. 11, czego nie można dokonać w sysemie SISO (Single Inpu Single Oupu) rys. 10a) lub SIMO (Single Inpu Muliple Oupu) rys.10b), a co za ym idzie poemności sysemu w obrębie komórki. W przypadku sysemu SISO oraz SIMO rys. 10a),b) poemność, przy określonych maksymalnych zanikach (w obecności AWGN (Addiive Whie Gaussian Noise)) można wyrazić zależnością cs 2 log 1, (5) 2 PT h - odsęp sygnał-szum S/N w punkcie odbioru, 2 T gdzie: P - moc ransmiowanego 2 sygnału, - warianca AWGN, h - szczyowy zanik na weściu (każde weście w przypadku SIMO). Dla sysemu MIMO rys. 10c), poemność w podobnych warunkach można określić przy pomocy ormuły 2 H cm log 2 de Im PT / n HH, (6) gdzie: H - macierz szczyowych zaników z elemenami h i dla aneny ransmiuące i oraz aneny odbiorcze, Im - macierz idenyikacyna o wymiarach m m. Można wykazać, iż poemność MIMO, w określonych warunkach, wynika z zależności

9 c M min n, m c. (7) Formuła (7) określa ua sopień zwielokronienia przesrzennego. Tego ypu wielo-anenowość można zasosować do różnych celów w koegzysenci z różnymi sysemami w warswie izyczne. Sysem MIMO z powodzeniem może być zaimplemenowany w połączeniu z sysemem STBC [18], z możliwością operowania na przesrzeni oraz na czasie. 4. Sieci bezprzewodowe o dynamiczne inrasrukurze ad hoc Budowa bezprzewodowych sieci mobilnych zazwycza opara es na inrasrukurze sałe, co częso pochłania ogromne koszy. W syuaci dużego zagęszczenia czasowego, w określonych ośrodkach meropolialnych, zaporzebowanie na poemność gwałownie rośnie. Operaorom es rudno dynamicznie reagować na ego ypu zachowania ruchu abonenckiego. W e syuaci na począku doraźnym, zaś w późnieszym okresie rozwiązaniem docelowym powinno być wdrażanie sieci w pełni mobilnych ad hoc. Będzie o wiązało się z wprowadzeniem do ruchu węzłowego akże erminali bezprzewodowych. Jak się okazało, ego ypu rozwiązanie, w zagęszczonych ośrodkach, radykalnie zmniesza moc sygnału, na kórym operuą erminale. S Rys. 12 Przykład w pełni dynamiczne sieci ad hoc bez sałych punków węzłowych. W określonych warunkach znacznie zwiększa się wydaność spekralna oraz wydaność sieci. Wyaśnienie es ua o yle oczywise, że składana droga połączeniowa w większości przypadków es możliwie nakrósza oraz orzymana ransmisa ypu peer-o-peer może osiągać dużo większe warości, gdyż nie bierze w nie udziału zby wiele innych połączeń. Tego ypu syuaca nie es możliwa, gdy cały ruch w komórce musi być przepuszczany przez co namnie edną sacę bazową, a częso przez serownik saci bazowe. 5. Podsumowanie W podsumowaniu można swierdzić, że osiągnięcia echnologiczne, dzięki kórym procesory sygnałowe mogące wykonywać dużo więce operaci w ciągu sekundy i o dużo mnieszym poborze mocy, saą się coraz bardzie dosępne. Sysemy przyszłe generaci niewąpliwie będą porzebowały większe wydaności w punkach przewarzania sygnału, by osiągnąć zamierzenia związane z wprowadzeniem wyże wymienionych echnik. Już eraz zakłada się, że średnia wydaność spekralna kanałów częsoliwościowych w komórce sysemu 4G będzie osiągała 4 b/s/hz/cell [5], gdzie dla porównania w sysemach 2G lub 3G paramer en osiągał 0.1 b/s/hz/cell. Wprowadzanie sysemów 4G nie będzie ednak wiązało się ylko ze zwiększeniem wydaności spekralne oraz przesrzenne, ale uż eraz dosrzega się porzebę akże rozszerzenia dosępnego pasma częsoliwości. Będzie wiązało się o ze zwalnianiem niekórych zaęych pasm oraz wchodzeniem na wyższe zakresy częsoliwościowe. Badania w kierunku sysemów 4G szczególnie inensywnie są prowadzone w Europie oraz Japonii. Eekem programu badawczego RACE II było opracowanie wsępne koncepci sysemu MBS (Mobile Broadband Sysem) dla usług ransmisi mowy, wideo oraz danych, gdzie

10 użykownicy prawie saconarni maą mieć dosęp do przepływności 155 Mb/s. Głównymi proekami wchodzącymi w skład rodziny MBS są: SAMBA, MEDIAN, WAND oraz AWACS. Sysemy z wymienionych proeków przewidziane są do pracy w pasmach nawe powyże 60 GHz. Osiągnięcia echniki są obiecuące. Pozosae ylko czekać na znaczną poprawę koniunkury rynkowe, czyli akże wzros zaporzebowania na bezprzewodowe usługi mulimedialne. Lieraura 1. Y. Kim, e al., Beyond 3G: Vision, Requiremens, and Enabling Technologies, IEEE Communicaions Magazine, R. Berezdivin, R. Breining, R. Topp, Nex-Generaion Wireless Communicaions Conceps and Technologies, IEEE Communicaions Magazine, W. Mohr, W. Konhauser, Access Nework Evoluion Beyond Third Generaion Mobile Communicaions, IEEE Communicaions Magazine, W.W. Lu, Copac Mulidimensional Broadband Wireless: The Convergence o Wireless and Access, IEEE Communicaions Magazine, W.W. Lu, 4G Mobile Research in Asia, IEEE Communicaions Magazine, Wireless Word Research Forum: 7. ITU-R PNDR WP8F, Vision, Framework and Overall Obecives o he Fuure Developmen o IMT-2000 and Sysems beyond IMT-2000, R. Nee, R. Prasad, OFDM or Wireless Mulimedia Communicaions, Arech House, S. Hara, R. Prasad, Overview o Mulicarrier CDMA, IEEE Communicaions Magazine, vol. 35, pp , T. Kur, H. Delic, On symbol collisions in FH-OFDMA, Proceedings o he 59h Semiannual IEEE Vehicular Technology Conerence, Milano, Ialy, S. Zhou, G. B. Giannakis, A. Scaglione, Long codes or generalized FH-OFDMA hrough unknown mulipah channels, IEEE Transacions on Communicaions, Vol. 49, No. 4, pp , H. Aghvami, A Vision or 4G, King s College, London, A. Seninelli, Mulicarrier CDMA, Presenaion, K. Fazel, L. Papke, On he perormance o convoluionallycoded CDMA/OFDM or mobile radio communicaion sysem, Proc. IEEE In. Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Commun. (PIMRC 93), pp. D3.2.1 D3.2.5, N. Yee, J.P. Linnarz, G. Feweis, Muli-Carrier CDMA in Indoor Wireless Radio Neworks, Proc. IEEE In. Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Commun. (PIMRC 93), pp. D1.3.1 D1.3.5, I.E. Telaar, Capaciy o Muli-anenna Gaussian Channels, Euro. Trans. Telecommun., vol. 10, pp , G.J. Fochini, Layered Space-ime Archiecure or Wireless Communicaion in Fading Environmen When Using Muli-elemen Anennas, Bell Labs., Tech. J., vol. 1, pp , S.M. Alamoui, A Simple Transmier Diversiy Scheme or Wireless Communicaions, IEEE JSAC, vol. 16, pp , 1995.